Pemerintah Jerman mengucurkan lebih dari €2 miliar untuk membiayai riset energi fusi melalui program Fusion 2040. Industri laser, AI, fotonik, dan manufaktur canggih diprediksi memasuki era pertumbuhan eksplosif global.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer ILT (sumber): Pemerintah Jerman menginvestasikan lebih dari €2 miliar dalam penelitian fusi. Ketika banyak negara masih terjebak dalam debat transisi energi, Jerman justru bergerak agresif membangun fondasi industri masa depan bernilai triliunan dolar.
Pemerintah federal resmi memperbesar investasi riset energi fusi menjadi lebih dari €2 miliar hingga tahun 2029—direalisasikan melalui program, sebuah langkah strategis yang tidak hanya berbicara soal listrik bersih.
Akan tetapi, juga perebutan dominasi teknologi global di sektor laser berdaya tinggi, AI industrial, fotonik, semikonduktor, hingga manufaktur otomatis generasi baru. Dunia sedang menyaksikan lahirnya “perlombaan industri abad ke-21”, dan Eropa tidak ingin terlambat lagi.
Energi fusi selama ini dianggap sebagai holy grail sektor energi: bebas karbon, mampu menghasilkan listrik baseload 24/7 (dua puluh empat jam/tujuh hari), dan secara teoritis memiliki kapasitas nyaris tanpa batas.
Selanjutnya, narasi terbaru dari Jerman memperlihatkan bahwa isu fusi kini bukan lagi sekadar eksperimen laboratorium, melainkan strategi industrialisasi nasional.
Sebagai sumber energi netral iklim dan mampu menghasilkan daya beban dasar, fusi dapat menjadi pelengkap penting bagi sistem energi masa depan di mana tenaga angin dan tenaga surya yang murah namun mudah berubah-ubah memenuhi sebagian besar permintaan.
Menurut perkiraan International Energy Agency (IEA), permintaan listrik global akan meningkat 2,5 kali lipat menjadi 70 petawatt-hours (PWh) per tahun pada pertengahan abad ini.
Untuk memenuhi hanya sepersepuluh dari permintaan ini saja, hampir 1.000 pembangkit listrik fusi akan dibutuhkan. Ini menunjukkan pasar masa depan untuk fotonik yang secara signifikan melebihi volume penjualannya saat ini.
Pemerintah dan investor swasta telah menyadari peluang ini dan menyalurkan sejumlah besar subsidi dan modal ventura ke bidang yang menjanjikan ini.
Saat ini, fokusnya bukan hanya pada pengembangan teknologi dasar untuk pembangkit listrik tersebut, tetapi juga pada pembentukan rantai pasokan yang efisien dan pengembangan proses untuk produksi massal komponen pembangkit listrik yang sangat otomatis.
Di sinilah penelitian berorientasi aplikasi dari Fraunhofer Society berperan.
Tantangan teknologi dan operasional yang sangat besar masih terbentang di depan dalam perjalanan menuju pembangkit listrik komersial. Selain itu, magnetic fusion (MFE) menawarkan pendekatan menjanjikan lainnya.
Pemerintah Jerman mendanai kedua pendekatan tersebut dalam program Fusion 2040 mereka. Kementerian utama, Kementerian Federal untuk Riset, Teknologi dan Antariksa (BMFTR), baru-baru ini meningkatkan anggaran program menjadi lebih dari €2 miliar hingga tahun 2029.
Ini adalah kabar baik untuk pengembangan fotonika: energi tinggi dan daya tinggi sistem, optik, sensor, dan teknologi manufaktur berbasis laser yang sangat fleksibel dianggap sebagai teknologi kunci tidak hanya untuk pembangkit Listrik disebut Inertial Fusion Energy (IFE).
Selanjutnya untuk pengembangan, konstruksi, dan pengoperasian reaktor tokamak dan stellarator kompleks yang digunakan untuk fusi magnetik.
Fasilitas uji di Amerika Serikat hanyalah cetak biru – jalan menuju pembangkit listrik fusi masih panjang. Fraunhofer ILT termasuk di antara pelopor dalam penelitian fusi.
Dengan mitra dari industri dan penelitian (lebih dari 20 institut Fraunhofer-Gesellschaft saja aktif di bidang ini), mereka mengembangkan fondasi teknologi untuk pembangkit listrik fusi dalam proyek-proyek nasional dan internasional.
Konsorsium penelitian kolaboratif ini merupakan inti dari rantai pasokan yang sangat dibutuhkan.
Proyek-proyek tersebut berfokus pada pemodelan dan simulasi realistis komponen, subsistem, dan bahkan pembangkit listrik lengkap, serta pengembangan optik dan laser penggerak yang kuat untuk laser berenergi tinggi yang akan menyalakan plasma fusi pada frekuensi 15 Hz di pembangkit listrik atau Inertial Fusion Energy (IFE) masa depan.
Hanya laser solid-state yang dipompa diode atau diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) yang canggih yang cocok untuk mencapai frekuensi tersebut.
Investasi fusi mengubah peta industri energi dan manufaktur
Laser di fasilitas eksperimental (National Ignition Facility) di California, Amerika Serikat didasarkan pada 192 jalur berkas di mana pelat kaca yang dipompa oleh lampu kilat memperkuat pulsa laser. Ini terjadi ketika foton lampu kilat berinteraksi dengan elektron dalam pelat kaca kristal.
Tingkat energi pulsa nanojoule awal meningkat hingga tingkat yang sama dengan memperkuat ketukan tangan normal hingga tingkat gempa bumi yang parah.
Pemompaan ini terjadi dalam rentang panjang gelombang inframerah.
Pulsa, yang didistribusikan di 192 jalur berkas, kemudian diubah menjadi panjang gelombang hijau dan biru – dan menjadi sinar-X gelombang ultra pendek ketika semua 192 berkas, dengan energi pulsa gabungan lebih dari 2 megajoule, mengenai target secara sinkron.
Pulsa penembakan mencapai daya keluaran yang sama dengan seluruh jaringan listrik AS selama beberapa nanodetik. Akibatnya, kapasitor yang sangat besar diperlukan untuk menyimpan sementara energi listrik yang dibutuhkan.
Dan setelah penembakan, sistem harus didinginkan selama berjam-jam. Hal ini tidak terbayangkan untuk laser berenergi tinggi dari pembangkit listrik masa depan.
Laser tersebut harus mampu menghasilkan hingga 15 tembakan per detik dengan efisiensi tinggi. Efisiensi konversi energi listrik menjadi energi optik harus 10 hingga 15 kali lebih tinggi daripada NIF.
Latar belakang: Fasilitas eksperimental California tidak pernah dirancang untuk produksi energi, tetapi untuk penelitian plasma.
Proyek pendanaan sedang mengembangkan basis fotonik untuk pembangkit listrik fusi.
Diode-pumped solid-state lasers (DPSSL) merupakan komponen kunci untuk pembangkit listrik IFE. Alih-alih lampu kilat, laser ini dipompa dengan dioda laser daya tinggi yang efisien.
Dalam proyek DioHELIOS yang didanai BMFTR, Fraunhofer ILT merupakan bagian dari konsorsium luas yang didedikasikan untuk mengembangkan dioda laser daya tinggi yang dibutuhkan dalam jumlah besar.
Selain memodelkan dioda, proyek ini berfokus pada integrasinya ke dalam modul yang didinginkan secara aktif, termasuk lensa kolimasi, dan desain jalur produksi yang sangat otomatis.
Tujuan-tujuan tersebut ambisius: Energi pulsa yang dapat dicapai dengan modul pompa dioda harus meningkat hingga 50 kali lipat, sekaligus meningkatkan efisiensi dan mencapai sifat spektral yang lebih homogen dan stabil.
Lebih lanjut, tujuannya adalah untuk mengurangi biaya modul laser dioda menjadi kurang dari satu sen per watt daya melalui produksi massal yang sepenuhnya otomatis.
Ini akan kurang dari seperempat puluh dari biaya saat ini. Namun, hal ini tidak boleh mengorbankan kualitas: Perangkat keras yang sangat terbebani diharapkan dapat bertahan selama 30 tahun dalam operasi pembangkit listrik.
Teknologi hasil riset fusi dapat menciptakan lompatan besar pada industri laser cutting, pengelasan presisi, imaging neutron-X-ray, semikonduktor EUV, hingga pertahanan dan aerospace.
Artinya, energi fusi bukan sekadar proyek listrik bersih — melainkan platform industrial baru yang dapat menciptakan efek domino ekonomi lintas sektor.
Lebih menarik lagi, pendekatan Jerman memperlihatkan satu realitas penting: negara yang menguasai supply chain teknologi fusi kemungkinan besar akan mengendalikan ekonomi energi masa depan.
Dalam konteks geopolitik, ini adalah sinyal keras bagi Amerika Serikat, China, Jepang, dan Korea Selatan. Perlombaan energi berikutnya bukan lagi soal minyak atau baterai semata, tetapi siapa yang lebih dulu membangun ekosistem manufaktur energi fusi secara komersial.
Dan ketika dunia mulai bergerak menuju industrialisasi fusi, pertanyaan besarnya bukan lagi “apakah energi fusi akan berhasil”, tetapi “siapa yang akan menguasai pasar globalnya.”
Apakah Indonesia hanya bertindak jadi penonton? Lihat bahwa investasi fusi Jerman bisa mengubah peta industri energi dan manufaktur di Asia. Lanjut ke artikel selanjutnuya. #SalamSobatTechnoMachinews
